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为解决 PFAS 去除中高吸附容量与优异再生能力结合的难题，研究人员开展钴 ocenium 功能化有机微粒吸附及再生性能研究。发现两种材料对 PFOA 和 PFOS 吸附达 97%，揭示多层吸附机制，再生洗脱率达 88±4%，为 PFAS 治理提供新方向。
全氟和多氟烷基物质（PFAS）因其化学稳定性高、难降解，在环境中广泛累积并威胁人类健康，导致饮用水污染和人体健康问题。目前 PFAS 去除技术面临高吸附容量与优异再生能力难以兼具的挑战，传统材料如活性炭再生困难，离子交换树脂成本高，开发高效吸附 - 再生材料迫在眉睫。
为解决这一难题，研究人员开展了钴 ocenium（一种具有芳香阳离子特性的金属有机基团）功能化有机微粒的研究，探究其对 PFAS 的吸附性能与机制。相关研究发表在《Desalination》。
研究采用两种关键技术方法：一是硅氧烷缩合一锅法，通过 3 - 氨基丙基乙氧基硅烷（APTES）与乙炔基钴 ocenium 六氟磷酸盐反应，在聚苯乙烯 - 二乙烯基苯（PSDVB）颗粒表面形成多层硅氧烷网络（PSDVB@APTES-Co）；二是环氧开环法，通过间氯过苯甲酸（mCPBA）环氧化 PSDVB 颗粒，经乙醇胺胺化后与钴 ocenium 反应（PSDVB@epoxy-Co）。利用红外光谱（ATR-IR）、热重分析（TGA）、扫描电子显微镜（SEM）、电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）等对材料进行表征，并通过离子色谱（IC）和液相色谱 - 质谱（LC-MS）分析 PFAS 吸附与再生性能。
3.1 金属聚合物颗粒设计
通过硅氧烷缩合和环氧开环两种策略成功制备钴 ocenium 功能化 PSDVB 颗粒。硅氧烷法形成多层网络，钴含量为 10.83 μg/g，比表面积降低至 84 m2/g；环氧法形成单层结构，钴含量 5.11 μg/g，比表面积 233 m2/g。红外光谱显示硅氧烷材料在 1200–920 cm?1 处有硅氧烷特征峰，环氧材料在 840 cm?1 和 557 cm?1 处出现六氟磷酸根（PF??）和钴 ocenium 信号，验证功能化成功。
3.2 平衡状态下模型 PFAS 的吸附与分析
在 20 μg/L 低浓度下，两种材料对 PFOA 和 PFOS 吸附效率均达 97%。离子基质（如市售依云水）可增强吸附，硅氧烷材料更倾向吸附 PFOS，环氧材料则在纯水中偏好 PFOA、在离子基质中转向 PFOS。pH 影响表明，生理 pH（6–8）下吸附最佳，硅氧烷材料在高 pH 下因网络解体吸附下降，环氧材料稳定性更优。浓度效应显示，吸附等温线符合 Brunauer-Emmett-Teller（BET）模型，表明存在多层吸附，除离子对作用外，疏水作用和 F-F 相互作用促进多层形成。
3.3 流动状态下 PFOA 分析
柱吸附实验显示，硅氧烷和环氧材料的 PFOA 总吸附容量分别达 215 mg/g 和 296 mg/g，较未功能化 PSDVB 提升 4–5 倍。再生实验中，使用含 1% NaCl 的甲醇洗脱，多次循环后洗脱率达 88±4%，硅氧烷材料在 5 次循环中表现稳定，环氧材料因柱床扰动出现吸附波动，但整体再生性能优异。与市售离子交换树脂（如 Purolite? 系列）相比，钴 ocenium 功能化颗粒吸附容量更高，再生条件更温和。
研究成功开发两种钴 ocenium 功能化 PSDVB 颗粒，兼具高 PFAS 吸附容量与高效再生能力，揭示其吸附机制为离子对作用主导的多层 BET 吸附，并验证了材料在不同基质和 pH 条件下的适用性。该研究为 PFAS 污染治理提供了新型吸附材料，其优异的再生性能和环境适应性有望推动实际水处理应用，为解决 PFAS 全球性环境问题开辟新路径。
